Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Theo báo cáo tổng quan ngành thực phẩm, thị trường sữa và các sản phẩm từ sữa tại Việt Nam duy trì đà tăng trưởng ổn định. Dữ liệu thống kê từ Euromonitor International cho thấy sản lượng tiêu thụ sữa chua tăng trưởng liên tục trong giai đoạn 2015–2019 và được dự báo đạt mức khoảng 560 nghìn tấn vào năm 2024. Tốc độ tăng trưởng kép (CAGR) của ngành hàng sữa chua giai đoạn 2020–2024 ước tính đạt +11,9%/năm, cao hơn mức +10,5%/năm của giai đoạn trước. Sự mở rộng của thị trường tạo động lực cho các doanh nghiệp đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa khẩu vị và nâng cao giá trị dinh dưỡng cho người tiêu dùng.

Song song với sự phát triển của dòng sữa chua truyền thống từ sữa động vật, xu hướng sử dụng thực phẩm có nguồn gốc thực vật (như các loại hạt, ngũ cốc) ngày càng gia tăng nhờ vào hàm lượng chất xơ, vitamin, khoáng chất và các hợp chất chống oxy hóa có lợi cho hệ tiêu hóa và tim mạch. Tuy nhiên, trên thị trường hiện nay, các dòng sữa chua ăn chủ yếu bổ sung hương vị trái cây (dâu, việt quất, nha đam...), trong khi dòng sản phẩm sữa chua lên men từ sữa tươi kết hợp dịch sữa hạt ngũ cốc quy mô công nghiệp còn rất hạn chế.

Trước bối cảnh đó, đề tài "Bước đầu dự án phát triển sản phẩm sữa chua có bổ sung sữa từ hạt ngũ cốc" được thực hiện tại Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Công thương TP. Hồ Chí Minh nhằm các mục tiêu cụ thể sau:

  1. Đa dạng hóa danh mục sản phẩm sữa chua trên thị trường, mang đến lựa chọn mới lạ, kết hợp dinh dưỡng giữa sữa động vật và sữa thực vật.
  2. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất sữa chua bổ sung dịch sữa hạt có tính sáng tạo, khả thi và đơn giản trong vận hành.
  3. Đảm bảo tính khả thi ở quy mô công nghiệp với nguồn cung cấp nguyên liệu ổn định, dễ tiếp cận và có xuất xứ rõ ràng.
  4. Thiết kế sản phẩm có tính tiện lợi cao, giá trị dinh dưỡng phù hợp cho nhiều nhóm đối tượng tiêu dùng.
  5. Định hướng khả năng thương mại hóa và phân phối sản phẩm trên phạm vi toàn quốc.
  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình phát triển sản phẩm sữa chua lên men bổ sung dịch sữa hạt ngũ cốc (trọng tâm là bắp ngọt).
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Khảo sát thị hiếu người tiêu dùng tại khu vực TP. Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận; nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Công thương TP.HCM.
    • Thời gian thực hiện: Từ tháng 10/2023 đến tháng 12/2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng quy trình phát triển sản phẩm mới (New Product Development - NPD) trong ngành công nghệ thực phẩm, kết hợp các công cụ quản lý dự án, phân tích thị trường và thiết kế thực nghiệm công nghệ chế biến.

1. Khung lý thuyết và công cụ quản lý

  • Công cụ quản lý 5W-1H (What, Who, Where, When, Why, How): Áp dụng để phân công trách nhiệm, xác định mục tiêu và quản lý tiến độ từng hạng mục công việc từ khâu hình thành ý tưởng, khảo sát, thiết kế thí nghiệm đến chế tạo mẫu sơ bộ.
  • Kỹ thuật Brainstorming (Động não): Tổ chức thảo luận nhóm nhằm tìm kiếm, phân tích ưu - nhược điểm và sàng lọc các ý tưởng sản phẩm ban đầu dựa trên nguồn nguyên liệu ngũ cốc (bắp ngọt, đậu xanh, đậu đỏ).
  • Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật:
    • TCVN 7030:2016: Tiêu chuẩn quốc gia áp dụng đối với các sản phẩm sữa lên men.
    • QCVN 05-5:2010/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn vệ sinh đối với các sản phẩm sữa lên men.

2. Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp khảo sát định lượng nhu cầu thị trường: Thiết kế bảng câu hỏi khảo sát trực tuyến qua công cụ Google Forms với cỡ mẫu $n = 120$ người tiêu dùng tại TP.HCM và vùng phụ cận. Thu thập dữ liệu về đặc điểm nhân khẩu học, thói quen tiêu dùng sữa chua, sự đón nhận sản phẩm sữa hạt, yêu cầu về độ ngọt, bao bì, khối lượng tịnh, mức giá và thời hạn bảo quản mong muốn.
  • Phương pháp phân tích thứ cấp: Khảo sát sản phẩm của các đối thủ cạnh tranh hiện hữu trên thị trường (Vinamilk, TH True Milk, Ba Vì, Nutifood); phân tích môi trường kinh tế (GDP, lạm phát, thu nhập) và môi trường văn hóa - xã hội tác động đến hành vi tiêu dùng.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê mô tả và trực quan hóa dữ liệu khảo sát bằng phần mềm Microsoft Excel.
  • Phương pháp thiết kế thí nghiệm công nghệ thực phẩm: Xây dựng hệ thống 7 thí nghiệm đơn yếu tố nhằm khảo sát tỷ lệ phối trộn nguyên liệu, thông số đồng hóa, chế độ thanh trùng và điều kiện lên men; áp dụng phương pháp tính cân bằng vật chất để xác định định mức tiêu hao nguyên liệu và tính toán giá thành sản phẩm sơ bộ.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Kế hoạch làm việc nhóm và hình thành ý tưởng sản phẩm

Tác giả thiết lập biên bản làm việc nhóm và lập bảng kế hoạch chi tiết gồm 11 hạng mục công việc theo công cụ 5W-1H kéo dài từ ngày 03/10/2023 đến 24/12/2023. Biên bản Brainstorm ngày 14/10/2023 đã đề xuất và phân tích 3 ý tưởng sản phẩm chính:

  • Ý tưởng 1: Sữa chua bổ sung sữa từ hạt bắp (bắp ngọt): Bắp giàu chất xơ, vitamin nhóm B (B1, B3, B5), vitamin A, E và các khoáng chất (sắt, kẽm, magie). Vị ngọt tự nhiên và hương thơm đặc trưng của bắp kết hợp với vị chua dịu của sữa lên men tạo nên cấu trúc cảm quan hài hòa.
  • Ý tưởng 2: Sữa chua bổ sung sữa từ đậu xanh: Giàu protein thực vật, chất xơ hòa tan, folate, kali và magie; hỗ trợ giải nhiệt và tim mạch.
  • Ý tưởng 3: Sữa chua bổ sung sữa từ đậu đỏ: Cung cấp chất chống oxy hóa, protein, chất ức chế $\alpha$-glucosidase hỗ trợ điều hòa đường huyết; tạo màu sắc hồng nhạt tự nhiên cho sản phẩm.

Phần 2: Thực hiện nghiên cứu, phân tích và khảo sát các ý tưởng

Phần này tập trung triển khai 6 nội dung khảo sát toàn diện:

  1. Khảo sát người tiêu dùng ($n = 120$):
    • Nhân khẩu học: 75,8% nữ giới; 93,3% thuộc nhóm 19–25 tuổi; 88,3% là học sinh - sinh viên. Về thu nhập, 48,3% phụ thuộc gia đình, 28,3% có thu nhập 2–5 triệu đồng/tháng.
    • Hành vi tiêu dùng sữa chua: 97,5% người tham gia đã từng sử dụng sữa chua; 36,7% sử dụng 1–3 lần/tuần và 40,8% sử dụng ít hơn. Địa điểm mua hàng phổ biến nhất là siêu thị (85%), cửa hàng tiện lợi (63%) và tiệm tạp hóa (60%).
    • Thị phần nhận biết thương hiệu: Vinamilk (63%) và TH True Milk (59,7%) là hai thương hiệu chiếm ưu thế tuyệt đối.
    • Thị hiếu đối với sản phẩm mới: 95,8% người khảo sát sẵn sàng dùng thử sản phẩm sữa chua bổ sung sữa hạt. Trong đó, sữa bắp đạt tỷ lệ ưu tiên cao nhất với 63,3% (đậu đỏ đạt 25%, đậu xanh đạt 11,7%). Về độ ngọt, 60,8% chọn ít đường, 35,8% chọn có đường. Về bao bì, 76,7% chọn hủ nhựa (so với 23,3% hủ thủy tinh). Về khối lượng tịnh, 47,5% lựa chọn quy cách 120g. Về mức giá mong đợi, 45% chấp nhận mức 7.000 đồng/hũ và 42,5% mong đợi mức 5.000 đồng/hũ. Hạn sử dụng mong muốn là 10–15 ngày (40%) và 7–10 ngày (29,2%).
  2. Khảo sát đối thủ cạnh tranh: Đánh giá đặc tính sản phẩm, quy cách đóng gói và giá bán của Vinamilk (lốc 4 hộp x 100g, 22.352 đ/lốc, HSD 45 ngày), TH True Milk (lốc 4 hộp x 100g, 26.000 đ/lốc, HSD 45 ngày), Ba Vì (lốc 4 hộp x 100g, 20.000 đ/lốc, HSD 45 ngày) và Nutifood (hộp 100g, HSD 24 ngày).
  3. Khảo sát môi trường kinh tế, xã hội: Phân tích tác động của biến động GDP, lạm phát và thói quen chăm sóc sức khỏe chủ động của người tiêu dùng trẻ.
  4. Khảo sát pháp lý: Tổng hợp quy định tại TCVN 7030:2016 và QCVN 05-5:2010/BYT về tiêu chuẩn lý - hóa, vi sinh và an toàn thực phẩm đối với sữa lên men.
  5. Khảo sát công nghệ, chi phí và ràng buộc: Đánh giá tính khả thi của thiết bị xay nghiền, lọc dịch, bồn khuấy gia nhiệt, máy đồng hóa áp lực cao và tủ ủ lên men.

Phần 3: Sàng lọc ý tưởng, phát triển Concept và mô tả sản phẩm

Dựa trên kết quả khảo sát thị hiếu và tính khả thi công nghệ, tác giả lựa chọn phát triển ý tưởng "Sữa chua bổ sung sữa bắp".

  • Bản mô tả sản phẩm (Product Brief): Sữa chua ăn dạng paste mềm mịn, màu vàng nhạt đặc trưng của bắp ngọt, vị chua ngọt hài hòa, thơm mùi bắp tự nhiên, ít đường; đóng trong hũ nhựa chuyên dụng thực phẩm khối lượng tịnh 120g; bảo quản ở điều kiện nhiệt độ 4–8°C; hạn sử dụng 10–15 ngày.
  • Thông số thiết kế: Xây dựng hệ thống chỉ tiêu cảm quan (màu sắc, mùi, vị, trạng thái), chỉ tiêu hóa lý (độ acid, hàm lượng chất khô, chất béo, protein) và chỉ tiêu vi sinh vật theo TCVN 7030:2016.

Phần 4: Xây dựng phương án công nghệ và thiết kế thí nghiệm

Tác giả xây dựng và so sánh 3 phương án quy trình công nghệ sản xuất sữa chua bắp, phân tích ưu nhược điểm của từng phương án để chọn ra quy trình tối ưu:

  • Quy trình công nghệ lựa chọn: Bắp tươi $\rightarrow$ Tách hạt $\rightarrow$ Rửa sạch $\rightarrow$ Xay nhuyễn với nước $\rightarrow$ Lọc thu dịch sữa bắp $\rightarrow$ Phối trộn (dịch sữa bắp + sữa tươi thanh trùng + sữa đặc) $\rightarrow$ Gia nhiệt $\rightarrow$ Đồng hóa áp lực cao $\rightarrow$ Thanh trùng $\rightarrow$ Làm nguội về nhiệt độ cấy men (42–45°C) $\rightarrow$ Cấy giống men cái $\rightarrow$ Rót hũ $\rightarrow$ Lên men trong tủ ấm $\rightarrow$ Làm lạnh và bảo quản (4–8°C).
  • Hệ thống 7 bố trí thí nghiệm đề xuất:
    1. Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ phối trộn sữa đặc và sữa tươi thanh trùng.
    2. Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ dịch sữa bắp bổ sung vào hỗn hợp sữa nền.
    3. Thí nghiệm 3: Khảo sát áp suất đồng hóa của thiết bị đồng hóa áp lực cao.
    4. Thí nghiệm 4: Khảo sát nhiệt độ thanh trùng dịch sữa trước lên men.
    5. Thí nghiệm 5: Khảo sát thời gian giữ nhiệt thanh trùng.
    6. Thí nghiệm 6: Khảo sát tỷ lệ cấy men cái (Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus).
    7. Thí nghiệm 7: Khảo sát thời gian lên men thích hợp đến khi đạt độ chua và cấu trúc mong muốn.

Phần 5: Làm mẫu sản phẩm sơ bộ và tính toán kinh tế

  • Tiến hành chế tạo mẫu thử nghiệm sơ bộ trong phòng thí nghiệm theo quy trình đã thiết kế nhằm đánh giá trạng thái đông tụ, độ mịn, màu sắc và hương vị thực tế.
  • Thiết kế mẫu nhãn bao bì sản phẩm dự kiến theo quy định ghi nhãn hàng hóa thực phẩm.
  • Thiết lập bảng tính cân bằng vật chất cho một mẻ sản xuất và tính toán chi phí nguyên phụ liệu, ước tính giá thành sản xuất để định giá bán dự kiến cho một đơn vị sản phẩm 120g phù hợp với kết quả khảo sát người tiêu dùng (phân khúc 5.000 – 7.000 đồng/hũ).

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả chính

  • Kết quả khảo sát thị trường định lượng: Xác định chính xác hồ sơ khách hàng mục tiêu và các thông số thiết kế sản phẩm thông qua 120 phiếu khảo sát hợp lệ:
Chỉ tiêu khảo sát Kết quả nổi bật Tỷ lệ (%)
Nhóm tuổi chủ đạo 19 – 25 tuổi 93,3%
Giới tính Nữ giới 75,8%
Nghề nghiệp Học sinh / Sinh viên 88,3%
Tỷ lệ sẵn sàng thử sản phẩm mới Rất sẵn lòng 95,8%
Loại sữa hạt được ưu tiên nhất Sữa hạt bắp ngọt 63,3%
Mức độ ngọt mong muốn Ít đường 60,8%
Quy cách bao bì Hũ nhựa 76,7%
Khối lượng tịnh một đơn vị 120g 47,5%
Mức giá mong đợi 7.000 đồng/hũ
5.000 đồng/hũ		 45,0%
42,5%
Hạn sử dụng mong muốn 10 – 15 ngày 40,0%
  • Quy trình công nghệ và thiết kế thực nghiệm: Đã xây dựng hoàn chỉnh sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa chua bổ sung dịch sữa bắp, thiết lập thông số cho 7 bài thí nghiệm tối ưu hóa và chế tạo thành công mẫu thử nghiệm sơ bộ đạt yêu cầu cảm quan ban đầu (màu vàng nhạt, cấu trúc mịn màng, vị chua béo thanh nhẹ).
  • Tính toán kỹ thuật - kinh tế: Hoàn thành bảng cân bằng vật chất chi tiết cho các công đoạn trích ly dịch bắp, phối chế, lên men và ước tính giá thành đơn vị sản phẩm 120g cạnh tranh với các sản phẩm công nghiệp hiện có.

2. Đóng góp của đề tài

  • Đưa ra hướng tiếp cận kết hợp giữa nguồn sữa bò thanh trùng và sữa thực vật từ bắp ngọt, tận dụng nguồn nông sản dồi dào, chi phí thấp tại Việt Nam để nâng cao giá trị dinh dưỡng của sữa chua.
  • Cung cấp dữ liệu khảo sát thực tế về hành vi và nhu cầu tiêu dùng dòng sữa chua ngũ cốc tại khu vực TP.HCM.
  • Chuẩn hóa quy trình phát triển sản phẩm thực phẩm theo trình tự từ nghiên cứu thị trường, sàng lọc ý tưởng, thiết kế kỹ thuật, bố trí thí nghiệm đến tính toán cân bằng vật chất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

1. Hạn chế

  • Phạm vi khảo sát thị trường còn giới hạn ở quy mô mẫu $n = 120$, đối tượng trả lời chủ yếu là học sinh - sinh viên (88,3%) tại khu vực TP.HCM, chưa bao quát được toàn diện các nhóm tuổi và vùng địa lý khác.
  • Đề tài dừng lại ở bước đầu của dự án phát triển sản phẩm (làm mẫu sơ bộ và lập kế hoạch thí nghiệm), chưa công bố đầy đủ các số liệu phân tích hóa lý, chỉ tiêu vi sinh định lượng và đánh giá cảm quan mô tả định lượng (QDA) trên sản phẩm hoàn thiện.

2. Hướng nghiên cứu tiếp

  • Tiến hành toàn diện hệ thống 7 thí nghiệm đã đề xuất để xác định chính xác các thông số công nghệ tối ưu: tỷ lệ phối trộn (sữa đặc : sữa tươi : dịch bắp), áp suất đồng hóa, chế độ thanh trùng, tỷ lệ men cấy và thời gian lên men.
  • Phân tích kiểm nghiệm đầy đủ các chỉ tiêu hóa lý (protein, lipid, acid lactic tổng số) và chỉ tiêu vi sinh theo QCVN 05-5:2010/BYT và TCVN 7030:2016.
  • Khảo sát biến thiên chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản lạnh (4–8°C) để xác định chính xác hạn sử dụng và đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng ở quy mô mở rộng.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm, Đảm bảo chất lượng và Phát triển sản phẩm: Tham khảo phương pháp xây dựng đồ án môn học Phát triển sản phẩm mới (NPD), cách ứng dụng công cụ 5W-1H trong lập kế hoạch và quản lý dự án.
  • Người nghiên cứu và phát triển sản phẩm (R&D) đồ uống - thực phẩm lên men: Tham khảo cách thức tiếp cận khảo sát thị trường định lượng bằng Google Forms, cấu trúc bảng mô tả sản phẩm (Product Brief), tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế và các bước tính toán cân bằng vật chất cho quy trình chế biến sữa chua bổ sung dịch hạt.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nhóm tác giả lại lựa chọn phát triển sữa chua bổ sung sữa bắp thay vì sữa đậu xanh hay sữa đậu đỏ?
Dựa trên kết quả khảo sát 120 người tiêu dùng, sữa bắp nhận được mức độ ưa chuộng cao nhất với 63,3% lựa chọn (vượt trội so với 25% của đậu đỏ và 11,7% của đậu xanh). Ngoài ra, bắp ngọt là nguồn nguyên liệu nông sản dồi dào, giá thành rẻ, công nghệ trích ly dịch sữa đơn giản, giàu chất xơ, vitamin nhóm B và mang lại hương vị thơm ngọt tự nhiên khi kết hợp cùng sữa chua.

2. Kết quả khảo sát định hình các thông số kỹ thuật cốt lõi của sản phẩm như thế nào?
Dữ liệu khảo sát định lượng đã xác lập trực tiếp các thông số thiết kế: dòng sản phẩm ít đường (60,8% lựa chọn), đóng gói trong hũ nhựa thực phẩm (76,7%), khối lượng tịnh 120g/hũ (47,5%), định hướng mức giá bán lẻ từ 5.000 đến 7.000 đồng/hũ và hạn sử dụng bảo quản lạnh từ 10 đến 15 ngày (40%).

3. Đồ án áp dụng các tiêu chuẩn và quy chuẩn pháp lý nào để kiểm soát chất lượng sản phẩm?
Đề tài căn cứ vào hai văn bản pháp lý chuyên ngành bắt buộc của Việt Nam gồm: TCVN 7030:2016 đối với các sản phẩm sữa lên men và QCVN 05-5:2010/BYT đối với chỉ tiêu an toàn vệ sinh và vi sinh vật cho sản phẩm sữa lên men.

4. Quy trình thí nghiệm công nghệ đề xuất gồm những bài thí nghiệm nào?
Tác giả xây dựng hệ thống 7 thí nghiệm đơn yếu tố để tối ưu hóa quy trình: (1) Khảo sát tỷ lệ sữa đặc và sữa tươi thanh trùng, (2) Khảo sát tỷ lệ phối trộn dịch sữa bắp, (3) Khảo sát áp suất đồng hóa, (4) Khảo sát nhiệt độ thanh trùng, (5) Khảo sát thời gian thanh trùng, (6) Khảo sát tỷ lệ men cái cấy vào hỗn hợp, và (7) Khảo sát thời gian lên men.

5. Các đối thủ cạnh tranh chính được phân tích trong đồ án có đặc tính sản phẩm như thế nào?
Nhóm tác giả khảo sát 4 thương hiệu lớn: Vinamilk (sữa chua ít đường, lốc 4x100g, 22.352 đ/lốc, HSD 45 ngày), TH True Milk (sữa chua có đường, lốc 4x100g, 26.000 đ/lốc, HSD 45 ngày), Ba Vì (sữa chua có đường, lốc 4x100g, 20.000 đ/lốc, HSD 45 ngày) và Nutifood (hộp 100g, HSD 24 ngày). Tất cả đều là dòng sữa chua truyền thống từ sữa bò, chưa có dòng bổ sung dịch hạt ngũ cốc.

Kết luận

Đồ án "Bước đầu dự án phát triển sản phẩm sữa chua có bổ sung sữa từ hạt ngũ cốc" của sinh viên Tô Thành Đạt và Nguyễn Thị Trúc Ly đã hoàn thành toàn diện các nội dung của giai đoạn đầu quy trình phát triển sản phẩm mới (NPD). Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa khảo sát thị trường định lượng ($n=120$), phân tích đối thủ cạnh tranh, đánh giá pháp lý và thiết kế công nghệ, nhóm tác giả đã xác lập được concept sản phẩm sữa chua bổ sung dịch sữa bắp ngọt ít đường (120g/hũ) có tính khả thi cao. Công trình cung cấp bản mô tả sản phẩm hoàn chỉnh, sơ đồ quy trình công nghệ chế biến, hệ thống 7 bài thí nghiệm tối ưu và bảng tính toán cân bằng vật chất, làm nền tảng vững chắc cho các bước thử nghiệm sâu rộng và thương mại hóa sản phẩm trong thực tiễn.